一种旋转摄影测量系统多片整体平差标定方法

摘要

一种旋转摄影测量系统多片整体平差标定方法，利用单个测站获取多张影像的外方位元素和旋转平台的水平、垂直角，进行旋转摄影测量系统标定。从而在其他测站已知第一张影像外方位元素的前提下，可根据定标结果和旋转平台的水平、垂直旋角，高精度地反推其他影像的外方位元素。本发明具有如下优点：利用单个测站获取多张影像的外方位元素和旋转平台的水平、垂直旋角，通过多片整体平差解算，该标定方法能够实现旋转摄影测量系统高精度的标定；在其他测站已知第一张影像外方位元素的前提下，仅需提供其他影像成像时旋转平台的水平、垂直旋角，便可高精度的自动解算该影像的外方位元素。

主权项

1.一种旋转摄影测量系统多片整体平差标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，导入第一个测站获取的影像数目、各张影像获取时的外方位角元素和外方位线元素、旋转平台绕垂直旋转轴的水平角和旋转平台绕水平旋转轴的垂直角，其中下标1标识测站号=1，下标表示影像号，，影像数目大于等于3；由外方位角元素根据转角系统构建旋转矩阵，由外方位线元素构建线元素的坐标矩阵；步骤2，构建相机相对于物方坐标系的旋转模型，旋转模型公式如下其中，为物方坐标系下相机外方位角元素在转角系统下旋转矩阵；为物方坐标系与标准摄影测量坐标系间的旋转矩阵；为标准摄影坐标系与旋转坐标系间的旋转矩阵；为旋转坐标系与像空间坐标系间的旋转矩阵；根据第一个测站获取的前三张影像分别对应的旋转模型，解算第一个测站对应的转角系统下旋转矩阵的转角和旋转矩阵的转角，并以所得解算结果作为未知数的初值，其中，下标1标识测站号=1，下标表示影像号，，为步骤1构建的旋转矩阵；步骤3，将旋转模型转化为误差方程，以转角和转角为未知数，对第一个测站获取的所有影像逐张进行线性化处理，根据未知数的初值按照最小二乘原理构建法方程，整体平差求解法方程，得到未知数改正数；步骤4，若未知数改正数最大值小于预设的未知数改正数阈值或者迭代次数超过预设的迭代次数阈值，则执行步骤5；否则，以当前未知数改正数为未知数的初值，返回迭代执行步骤3；步骤5，输出最后一次迭代中获取的未知数改正数，作为转角和转角的标定结果，根据转角的标定结果重新组建旋转矩阵，跟据转角的标定结果重新组建旋转矩阵；步骤6，构建相机相对于物方坐标系的偏心模型，偏心模型公式如下其中，为物方坐标系下相机外方位线元素的坐标矩阵；为像空间坐标系原点在旋转坐标系下的坐标；，为旋转中心在物方坐标系下的坐标矩阵；根据相机相对于物方坐标系的偏心模型，根据第一个测站获取的影像逐张构建误差方程和法方程，按照最小二乘原理，整体平差解算像空间坐标系原点在旋转坐标系下的坐标和旋转中心在物方坐标系下的坐标，输出坐标的解算结果，其中，下标1标识测站号=1，下标表示影像号，，为步骤1构建的坐标矩阵，为步骤5重新组建的旋转矩阵；步骤7，根据步骤5重新组建的旋转矩阵和步骤6所得像空间坐标系原点在旋转坐标系下的坐标的解算结果、已知的其余测站第一张影像获取时的外方位角元素和外方位线元素、旋转平台绕垂直旋转轴的水平角和绕水平旋转轴的垂直角，通过旋转模型和偏心模型重新解算在其余测站条件下，物方坐标系与标准摄影测量坐标系间的旋转矩阵和旋转中心在物方坐标系下的坐标；其中下标表示测站号，，下标1表示影像号=1；步骤8，根据已知的其余测站第一张以外其他影像获取时旋转平台绕垂直旋转轴的水平角和绕水平旋转轴的垂直角，通过旋转模型和偏心模型解算其余测站第一张以外其他影像获取时的外方位角元素和外方位线元素，其中下标表示测站号，，下标表示影像号，。